Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat zusammen mit dem Unternehmen M10 Industries ein neues Konzept für die Verbindung von Siliziumsolarzellen und einen neuen Stringer zur Fertigung von Schindelmodulen entwickelt. Dabei werden die Solarzellen nicht mehr nebeneinander gelegt. Vielmehr werden sie leicht überlappend angeordnet, wie das von Dacheindeckungen von Häusern mit Dachschindeln bekannt ist.
Zellverbindung mit Klebstoff
Die Zellen werden dabei komplett bleifrei mit elektrisch leitfähigen Klebstoffen zu Strings verbunden. Auf diese Weise steigt die Moduleffizienz ohne die Zelleffizienz erhöhen zu müssen. Denn die Ströme der Solarzellenstreifen sind noch kleiner als bei Halbzellenmodulen. Außerdem werden die Busbars der Solarzellen mit aktiver Zellfläche überdeckt und es bleiben keine Freiräume zwischen den Solarzellen eines Strings.
Effizienter als normale Halbzellenmodule
Das vom Fraunhofer ISE entwickelte Matrix-Schindelkonzept geht noch einen Schritt weiter. Die geschindelten Solarzellen werden zusätzlich versetzt angeordnet. Dies ermöglicht die vollständige, homogene Belegung der gesamten Modulfläche. So erreichen die mit dieser Technologie hergestellten Module zwei bis sechs Prozent mehr Effizienz als herkömmlich Halbzellenmodule mit Drahtverschaltung.
Für die BIPV geeignet
Dazu kommt noch, dass die Schindelmodule toleranter gegenüber Teilverschattung sind, wie die Forscher des Fraunhofer ISE betonen. Denn Strom könne durch die spezielle Anordnung der Zellen die verschatteten Bereiche umfließen. So kann das Module je nach Situation der Teilverschattung die doppelte Leistung im Vergleich zu herkömmlichen verschalteten Modulen erreichen.
Damit eignen sich diese Module vor allem für Gebäudefassaden, wo die Teilverschattung, betont Achim Kraft, Gruppenleiter Verbindungstechnologie am Fraunhofer ISE. „Gerade dort kommt es auf maximale Flächenausnutzung, Verschattungstoleranz und eine ansprechende Ästhetik an“, sagt er.
Neues Maschinenkonzept umgesetzt
Das Unternehmen M10 Industries hat für den Technologieansatz des Fraunhofer ISE einen Stringer entwickelt, der die Herstellung von Matrix-Schindelmodulen im industriellen Maßstab ermöglicht. „Durch den Matrixansatz konnten wir ein völlig neues Maschinenkonzept umsetzen“, sagt Phillipp Zahn, Vorstandsmitglied der M10 Industries. „Unsere Anlage hat damit einen wesentlich höheren Durchsatz als klassische Schindelstringer und steht somit herkömmlichen Stringer im Megawattoutput in nichts nach“, erklärt er.
12.000 Zellen pro Stunden verschalten
Mit der Stringerlösung von M10 Industries können nach Angaben des Unternehmens pro Stunde vollautomatisiert bis zu 12.000 Schindelzellen verschaltet werden. Die Anlage lässt sich auch ohne Weiteres in konventionelle Fertigungslinien für Solarmodule integrieren und verbindet die Solarzellen komplett bleifrei. Der erste Prototyp wurde nach nur sieben Monaten Entwicklungszeit in Freiburg in Betrieb genommen und steht dort für weitere Tests zur Verfügung.
Das Fraunhofer ISE stellt seine Matrix-Schindelmodule auf der diejähringen The smarter E Europe in München in Halle A6 am Stand 370 vor. Dort zeigen die Forscher auch grüne und blaue Schindelmodule, um die Anwendung in der bauwerkintegrierten Photovoltaik zu demonstrieren. (su)
